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martes, 5 de abril de 2011

El KERS, ¿ángel o demonio?

No es poco lo que se ha escrito acerca de este aparatito en los últimos tres años. Con su aparición en el Gran Circo en 2009, abrió la puerta a una innovación que parecía que iba a mejorar la probabilidad de ver adelantamientos en las pistas, con una tecnología que permitía imprimir una sobrepotencia al monoplaza para poder sobrepasar al coche que tenía delante. Para evitar desmanes y KERS tan potentes que pudieran ir contra el espíritu deportivo de la competición de la Fórmula 1, la FIA reguló potentemente el cacharrito. En 2009 acabó siendo un fiasco. 2010 vivió con la ausencia del mismo. Y todos lo recordamos como el mundial más emocionante de los últimos años. 2011 ha sido testigo de su resurgimiento. Y tras la carrera de Australia, en la que los Red Bull volaron sin él, se plantea de nuevo el debate: ¿usarlo o no usarlo?

¿Qué es el KERS y cómo funciona?

KERS es el acrónimo de kinetic energy recovery system o, en castellano, sistema de recuperación de energía cinética. Éste sistema permite al coche almacenar energía, que se pierde en forma de calor en la frenada, transformarla en energía eléctrica y, cuando es necesario, liberarlo en forma de potencia adicional para el motor.

El KERS obtiene la energía en las frenadas. Imaginad por un momento que vais en un turismo, sentados en el asiento de atrás y que hay a vuestro lado un paquete con vuestro mismo peso. Cuando el turismo frene, dicho paquete se moverá hacia delante, cayéndose del asiento, por acción de la inercia. Imaginad ahora que el paquete va sujeto con el cinturón de seguridad. El paquete, en lugar de caer por acción de la inercia, transferirá dicha inercia a la masa total del coche, con la que ahora forma un todo. Esa aceleración de más que tiene el coche debe ser detenida por los frenos, igual que cuando el paquete iba suelto, solo que ahora, para poder conseguir detener esa mayor aceleración mediante una aceleración negativa el freno se va a calentar mucho más.

Ahora imaginad que ese paquete es una "caja" con una "rueda gorda" de metal. Cuando el coche frene, la fuerza inercial que transferiría energía a todo el coche y haría que los frenos se calentaran más al frenar, se transfiere únicamente a dicha "rueda gorda". Al recibir esa energía provocada por la inercia, la rueda se pondrá a girar. Esto, que habréis visto miles de veces en esos cochecitos que todos hemos tenido de pequeños y que había que dar pequeños impulsos para que anduvieran solos, es un volante de inercia.

Bien, pues dicho volante de inercia es lo que es el KERS. Esta rueda girará a más velocidad cuanto mayor sea la cantidad de inercia transferida. Pero, ¿cómo puede conseguirse que esa velocidad pase al coche? Pues conectando el KERS a los palieres.

Según el tipo de conexión entre el KERS y los palieres se distinguen tres tipos de KERS:

  • KERS mecánico: va acoplado directamente a los palieres y los hace girar a mayor velocidad. Es el más eficiente, puesto que va conectado directamente a la transmisión. Pero esta es también su mayor desventaja, puesto que sólo podría ir colocado en dicho lugar, complicando el reparto de pesos. Además, puede resultar bastante frágil si la potencia transferida al volante de inercia es demasiado alta.
  • KERS eléctrico: el volante de inercia carga unas baterías. Este es el que se usa mayoritariamente. La inercia hace girar la rueda del KERS, que pone en marcha una dinamo y ésta carga unas baterías con energía eléctrica. Es menos eficiente que el mecánico, puesto que hay que transformar la energía mecánica en eléctrica, disipándose energía en el proceso. Pero tiene la ventaja de que puede colocarse en cualquier sitio, olvidándonos del problema del reparto de pesos. Sin embargo, resulta demasiado lastre, pues el conjunto puede llegar a pesar unos 30 kg.
  • KERS neumático: el volante de inercia se acoplará a los palieres mediante medios hidráulicos o neumáticos. Esto requiere un depósito de un fluido cualquiera que haga de "liga", con los problemas que eso conlleva en un monoplaza (como, por ejemplo, el depósito de combustible).
A esto además habría que añadirle otro problema y es la electricidad estática que generan. Los volantes de inercia de altas velocidades (pueden girar hasta a 80.000 rpm) generan cargas electrostáticas que pueden descargarse en el momento en que cualquier cuerpo hace masa, descargando un buen zurriagazo, como ocurrió con un ingeniero de BMW en la temporada 2009. Para evitarlo, el KERS se encierra en un blindaje que lo hace aún más pesado.

¿Qué potencia puede proporcionar el KERS?

Pues, en principio, la potencia que puede proporcionar el KERS es ilimitada, teniendo en cuenta que tanto mayor será cuanto mayor sea la velocidad de giro del volante de inercia y cuanto mejor se acople a los palieres del vehículo.

La FIA, para evitar esto, reguló la potencia máxima del KERS y su comportamiento de forma que:

  • La potencia máxima, de salida o de entrada, de cualquier KERS no debe exceder de 60 kW.
  • La energía liberada por el KERS no debe exceder los 400 kJ en una vuelta.
  • La cantidad de energía almacenada en cualquier KERS no debe aumentar mientras el coche esté detenido durante un pit stop.
  • La liberación de potencia de cualquiera de tales dispositivos debe permanecer bajo control total del piloto siempre que el coche esté en la pista.
Esto supone que el KERS es capaz de entregar hasta 80 CV de potencia durante 6,67 segundos por vuelta. En competición esto supone que el coche puede llegar a ser ente 1 y 4 décimas más rápido, lo que en algunos casos puede cerrar el gap entre una escudería y otra.

Entonces, ¿por qué la controversia?

El KERS es un elemento que proporciona una ventaja con respecto a un coche que no lo lleva por el hecho de que es capaz de mejorar los tiempos por vuelta del monoplaza que lo monte. Sin embargo, dicho monoplaza, en 2009, se veía penalizado por el peso extra del KERS en el coche hasta con 1 segundo por vuelta, con lo que obteníamos que los coches que llevaban el KERS acababan siendo más lentos que los coches que no lo llevaban.

Para 2011, la normativa de la FIA eleva el peso mínimo del monoplaza para albergar los casi 40 kg extra de peso que supone el KERS. Así, la desventaja que suponía el reparto imposible del peso del KERS quedaría neutralizada por ese aumento del peso mínimo.

Sin embargo, quedan puntos oscuros que hay que solucionar. Para empezar, está el efecto giroscópico que provoca el funcionamiento del KERS sobre el monoplaza. Este efecto hace que el monoplaza se comporte mejor en términos de dirección, pero la gestión de dicha dirección se hace mucho más compleja. Para poner un ejemplo, las entradas en las curvas son mucho más difíciles para los pilotos, que tienen que hacer más fuerza para poder entrar en las mismas. Dicho efecto giroscópico neutraliza, en parte, el sobre y subviraje del coche, pero el piloto necesita frenar antes para poder entrar en la curva con seguridad de no perder la trazada, con lo que se vuelve a penalizar el uso del KERS.

Y, por otro lado, algo que es inevitable. Cada equipo reparte los pesos del coche, lastrándolo donde necesite, de la forma que es más conveniente para la competición. Dichos lastres pueden colocarse de manera arbitraria, allí donde sean más convenientes. Pero el peso del KERS no. El volante de inercia, las baterias, etc., son elementos unitarios que tienen una masa fija e indivisible. Y no repartible. Hay que colocar los elementos del KERS en sitios en los que no penalicen y esto se hace imposible tanto en cuanto la disposición de los mismos está limitada a la integridad estructural de estos y hay que imponer todo el peso de cada elemento en el mismo lugar, obligando así a un reparto de lastres cambiante.

¿Ángel o demonio?

Es imposible de decir desde un punto de vista objetivo. El KERS de Ferrari funcionó bastante bien en Albert Park, pero, sin embargo, los Red Bull funcionaron muchísimo mejor y no lo montaron. Obviando lo que el genio Newey haya creado para este año y analizando los tiempos por vuelta de Vettel y Alonso, no nos equivocamos si decimos que ambos tuvieron un ritmo de carrera similar. Aún sin el KERS, el F150 Italia habría tenido un tiempo muy similar al del RB7 sin lugar a dudas. Pero el reparto de pesos, el efecto giroscópico y la masa electrostática generada consiguieron que el ritmo del asturiano no fuera mejor.

Si bien es cierto que el aparatejo le sirvió para adelantar a Massa y Button en el momento en que sancionan a éste último por adelantamiento indebido, igual que le sirvió para escalar posiciones desde la novena plaza a la que quedó relegado tras su toque con el británico. Del mismo modo, el brasileño se defendió de los ataques del de McLaren con su KERS.

Como estas situaciones habría muchas más en carrera, aunque quizá, comparativamente, fueran las más notorias.

Así, como vemos, el KERS sigue teniendo muchas luces y muchas sombras. Si me preguntáis a mí, mi opinión es que el aparato sigue siendo un lastre innecesario que no nos va a permitir ver más adelantamientos, aunque nos regale duelos como el de Massa y Button en Australia. Esto fue muy bonito de ver, pero el montar o no montar el KERS puede suponer diferencias tan grandes entre las escuderías como las que vimos en la temporada 2009. Si la FIA o los equipos quieren recuperarlo, debería ser de uso obligatorio y no opcional. Si hubiere equipos que no tienen un KERS desarrollado deberían colocar lastres con la misma forma, comportamiento y peso que el KERS, aunque no fueran funcionales. De esta manera se conseguiría un verdadero equilibrio entre unos, otros y la madre que parió a la energía cinética.

En palabras de Niki Lauda: "me parece el invento más absurdo de la historia". Y sin embargo, aquí os dejo esto, para que podáis sacar vuestras propias impresiones y las compartamos. ¿Qué pensáis del KERS?

2 comentarios:

  1. Khram, el invento más absurdo de la historia para Niki Lauda es el DRS, no el KERS. Mira a ver si puedes hacer otro post tan majo como este sobre el DRS y así atribuyes la frase donde toca :P

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  2. Ya, ya sé que es el DRS. Yo sólo puse sus palabras en mi boca.

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